Jean-François FOURCADIER
F4DAY

Montpellier  (France)

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"Boîte de thé"

Une antenne directive simple pour la bande 2300-2450 MHz

 

On trouve désormais à faible coût dans le commerce spécialisé de petits émetteurs de télévision fonctionnant dans la bande amateur dite des 13 cm, bande qui s'étend de 2300 à 2450 MHz. Il faut bien sûr une antenne pour les utiliser. Le présent article décrit une petite antenne directive, relativement performante et facile à construire, que vous pouvez réaliser vous même en moins d'une heure.

Construction

Le corps est consistitué d'une boîte de thé de forme hexagonale d'une marque célèbre. La boîte forme une section de guide d'onde parfaitement adaptée à la transmission de signaux dans la bande de fréquence qui nous intéresse, et obturée à une extrémité. Aussitôt la boîte achetée, on videra son contenu dans un pot ou un sac bien étiqueté en vue d'une consommation ultérieure.

On marquera une croix au milieu de la face large de la boîte, à exactement 31 mm de l'arête extérieure du fond. On percera ensuite un trou permettant la mise en place d'une fiche "N" ainsi que quatre trous de diamètre 3,5 mm pour ses vis de fixation.

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Un fil de cuivre d'une section de 2,5 mm2 et d'une longueur de 50 mm sera soudé sur la broche centrale d'une fiche "N", pour constituer un monopôle.

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On fixe ensuite la fiche "N" sur le corps de la boîte et l'on obtient le résultat suivant:

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Réglage et mesures

Il faut maintenant ajuster la longueur du monopôle pour obtenir une impédance de 50 ohms au niveau du connecteur, dans la bande de fréquence 2300-2450 MHz. Pour un réglage correct, il faut se faire prêter un ROS mètre 2,3 GHz, ou bien s'en construire un au moyen de lignes imprimées. On pourra également essayer de le réaliser à partir de composants de récupération.
On connectera le ROSmètre en sortie de l'émetteur et on ajustera très progressivement à la pince coupante la longueur du monopôle pour obtenir le minimum de ROS en milieu de bande. Veiller à ce que la coupe soit nette et franche. Eviter de mâcher le fil de cuivre. Lorsque le réglage optimum est atteint, la longueur du monopôle, comprise entre le sommet de celui-ci et le corps de la boîte est d'environ 31 mm. L'antenne est alors terminée.

Mesures et performances

Voici le résultat obtenu lorsqu'on wobule cette antenne entre 2100 et 2600 MHz:

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Sur l'axe horizontal, chaque division représente 50 MHz. Sur l'axe vertical, une division représente 5 dB de retour, mesuré au moyen du coupleur directif visible sur la photographie de droite. Le trait rouge marque le niveau de référence 0 dB. On peut voir sur la courbe que l'on obtient un ROS < 1,4 (RL > 15 dB) entre 2200 et 2600 MHz.

Le diagramme de rayonnement est mesuré en alimentant l'antenne au moyen d'un générateur, et en recevant à distance le signal au moyen d'une autre antenne et d'un analyseur de spectre. On fait alors pivoter l'antenne à mesurer devant un rapporteur, en notant soigneusement les angles et les niveaux reçus correspondants.

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Dans le plan E, le plan parallèle au petit côté du guide, cette antenne à un angle d'ouverture à - 3 dB voisin de 70°. L'antenne est légèrement plus directive dans le plan H, parallèle au grand côté du guide: elle présente un angle d'ouverture voisin de 50° à -3 dB.

En substituant un dipôle à l'antenne "boîte de thé", le niveau reçu sur l'analyseur de spectre chute de 9 dB. Le gain de notre antenne est donc de 9dBd, soit 11 dBi. Compte tenu des conditions expérimentales et des incertitudes de mesure, ce résultat doit être considéré comme une valeur approchée.

 

Utilisation et conclusion

Cette antenne facile à construire peut être utilisée telle quelle, munie de directeurs ou bien encore placée au foyer d'une parabole satellite de 80 cm pour obtenir meilleure directivité et meilleur gain. Lorsqu'on illumine ainsi une parabole satellite ordinaire, le gain obtenu sera cependant légèrement inférieur au gain optimal.
Pour un usage à l'extérieur, la protection contre les intempéries peut être assurée par un simple sac poubelle "spécial gravats". Les sacs polyéthylène "spécial gravats" peuvent être achetés en grandes surfaces et sont parfaitement transparents aux rayonnements à 2,3 GHz. Ils ont une bonne tenue aux UV. On pourra envelopper au moyen du sac l'ensemble de l'antenne et son connecteur "N". On laissera cependant l'ensemble "respirer" pour éviter la condensation.

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Comme on peut le voir sur la photographie ci-dessus, cette antenne "boîte de thé" placée au foyer d'une parabole de 80 cm et connectée à un émetteur "twist", est utilisée depuis plusieurs saisons à la station F4DAY pour atteindre le relais ATV du Mont Aigoual.

 

 

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